改进的伞制造技术

本发明专利技术涉及一种改进的伞使伞更易控制。改进包括伞盖边缘、沟槽、阻流板、风向袋和具有流线形的伞盖，所述伞盖边缘对穿过伞盖的气流呈现凸面并且还可以引导气流远离伞盖下侧和远离伞使用者，所述沟槽用于引导伞盖上的水流，所述阻流板用于改变穿过伞盖的气流，所述风向袋通过膨胀释放伞盖下方的气压，并且所述流线形包括可以适应气流由使用者改变或自动改变的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及伞，更特别地涉及具有伞盖和支撑结构的雨伞， 所述支撑结构使伞盖相对于风更为稳定。
技术介绍
传统的伞由大体上对称于纵向平面的覆布伞盖；伞杆；从伞盖上 的中心点径向延伸并且延伸至伞盖周边的多根伞骨；以及对应于伞骨 并用于辅助展开和支撑悬臂张开于伞杆顶部的伞盖的多根支柱组成。 在下文中描述的伞改进将在雨伞范围内进行阐述；但是许多改进适用 于包括太阳伞和固定伞的各种伞。除非另作说明，否则随后的描述假定伞处于其张开状态。传统的 雨伞由一名使用者操作。使用者在手柄上施加作用力以便平衡作用在 伞盖上的风雨作用力，同时设法保持伞盖朝向，伞盖朝向提供了避免 直接暴露在风雨中的足够区域。使用者作用在手柄上的作用力通过伞4杆、支柱和伞骨传递给伞盖。使用者和伞盖之间其他可能的相互作用 由现有技术所教授，并且为本专利技术的伞所考虑。当在下文使用时，风是指相对于伞盖的任何空气流动。空气流动 可能由空气本身的运动，伞穿过空气的运动，或者这些因素的组合所 引起。伞盖迎风的边缘或表面在下文中称作伞盖迎风(或前)缘或表面；伞盖远离风的边缘或表面称作伞盖背风(或后)缘或表面。顶风 定义为朝面向前方的伞使用者吹动的风。可以想到，图1中以101表示的伞使用者沿面向前方的方向高高 地保持伞盖103并且沿大体上向前方向105迈步行进。与顶风107相 互作用的伞盖预示着作用力将相对于前部109和后部111不对称地施 加到伞盖上。伞盖的外表面为大致凸状，并且可以具有平坦、凸状或凹状的副 表面。除非另作说明，否则伞盖的总曲率和形状是在不考虑独立的伞 盖元件，例如扣钩、布带或其他美学装饰物的情况下进行描述的。为了随后进行的讨论，提给出一组定义以辅助区分和比较伞盖的 部分，与支撑结构、伞杆、手柄和装饰物无关。如图2所示的纵向平面201将伞盖划分为称作侧半部203和205 的对称部分。面向平面207是垂直于纵向平面的平面，其将伞盖划分 成具有相等质量的两个部分，即，前部211和后部213。面向平面和 纵向平面相交于与偏转轴线线215共线的直线。偏转轴线与伞盖相交 于称作顶点217的点。伞盖前部在此还称作伞盖头部，并且其后部称 作伞盖尾部。伞盖一般对称于偏转轴线，伞柄一般沿该轴线定位。该结构确保 了伞盖围绕伞杆和手柄平衡。滚动轴线219位于纵向平面内，与面向平面垂直，与伞盖相交于 两个点221和223。这两个点是称作纵向弦的线段227的端点。图3中以301表示的俯仰轴线垂直于纵向平面303,与伞盖相交 于两个点305和307。这两个点是称作横向弦的线段311的端点。对于围绕其滚动轴线、俯仰轴线和偏转轴线固定的伞盖的所有方向来说，相对于使用者351的伞盖位置进一步由平移描述。平移通过 伸展使用者手臂而改变，并且表示为353处显示的前向、后向、下向、 上向和侧向改变。伞盖具有直接暴露在风雨自然力下的上侧，和通常免受这些自然 力作用的下侧。如图4所示，顶部平面401为垂直于偏转轴线403并 与偏转轴线相交于顶点405的平面。上侧407直接面向顶部平面，形 成暴露的、大体上凸状的外表面。下侧409形成大体上凹状的伞盖内 表面。下侧大体上包含伞盖下方区域411。如定义所述，俯仰轴线不需要与偏转轴线或滚动轴线相交。这一 限定例如允许具有最大宽度的伞盖区域出现在其面向平面的前方。除了平移以外，上述定义描述了独立于其使用者的伞。期望的是 (但不是要求的)，使用者在肩部与俯仰轴线平行定位的情况下站立。 该限定使伞盖独立于其伞杆、手柄和支撑结构进行描述。应当理解，为此讨论所定义的滚动轴线、俯仰轴线和偏转轴线可 以不与质心轴、作用力轴及由数量特征定义的其它轴线完全对应。例 如，连接到伞盖和支撑结构上的附件或配重可以改变伞的重心。伞盖形状与手柄位置伞必须实现若干个通常矛盾的目标。人们希望伞足够大以防雨， 足够小以易于控制，形成波状以使空气阻力减至最小，以及采用人体 工程学设计以适合于使用者的手臂。这些目标中的每一个都取决于伞 使用者在手柄上保持和施加作用力的能力。因为手柄是使用者施加与伞盖上的作用力相反的作用力的点，手 柄位置是满足上述目标的关键因素。对于任何给定伞而言，根据用途 存在许多最佳手柄位置。压力中心是作用在伞盖上的空气动力的中心。因为伞盖极轻，空 气动力易于超过例如重力或惯性的与质量相关的作用力。作为固定点 的手柄是空气动力绕其扭转的支点。限定了从压力中心到手柄距离的 伞杆表示在手柄处扭转的作用力的力矩臂。在这方面，相对于压力中心的手柄位置对特定伞盖形状来说是保持特定方向、保持稳定性和提 供保护的关键。对于任何给定伞盖形状来说，有可能通过简单地重新 定位手柄来提高空气动力性能。但是，人体工程学因素和其他考虑因 素必须与空气动力特性优化达到平衡。例如，图5中501和511处的传统伞承受顶风503和513。手柄 505位于传统伞最典型的位置处，令人舒服地位于使用者的手臂附近。 手柄515在伞盖下方区域附近定位并且对于使用者来说不如手柄505 舒服，这是因为使用者必须举起手以将伞盖保持在高处。尽管手柄505 可能比手柄515更为舒适，但是在顶风情况下手柄515是有利的。当 顶风503与伞盖相互作用时，作用力垂直于伞杆507的顶部施加。伞 杆507起到杠杆作用并且使用者手的牢固握紧变成支点，在使用者手 腕处产生扭矩，如509所示。比较而言，当顶风513在伞盖上施加压力时，使用者经受手柄515 上可以忽略的扭矩，这是因为压力中心和手柄之间的力矩臂相对较短。 使用者经受作用在伞盖上作为推力519的气压。尽管手腕、手、臂和 身体力量可以试着平衡以519表示的推力，但是501处的伞使用者必 须额外平衡扭矩509，该扭矩是手腕上令人不适的扭力进行杠杆作用 的结果。如该实例所示，伞盖改进具有特别重要的意义，其中在支撑结构、 伞杆和手柄方面具有相应变化。因此，此处所描述的伞盖改进必须在 各种可能的支撑结构和手柄位置范围内考虑。水流雨伞还必须有效控制落到伞盖表面上的雨滴。传统雨伞具有波状 伞盖，其能够使水滴靠重力朝向它们从伞盖落下的伞盖边缘向外和向 下流动。雨滴可能汇集或被风沿伞盖表面横向吹动，但是最终它们从 伞盖边缘处落下。即使在有效地防止使用者被落下的雨滴淋湿时，伞边缘处水滴的 滴落也是成问题的。使用者和旁边的人可能被伞盖周边所有边缘处滴落的雨滴、淋湿。在有风的情况下，从伞盖上滑落的水滴被吹到使用者身上，从而 累及伞盖下的保护区域。当重新导向伞盖周边的水滴吹到旁边人的路 径中时，旁边人也受到影响。当使用者行走或奔跑时，从伞盖前部落 下的水滴直接落到使用者的路径上并且累及伞盖下面的保护区。使用 者必须调整伞盖方向以保持适当的遮挡。气流和空气阻力因为伞盖与由风引起的空气动力相互作用，所以空气阻力和空气 浮力是伞设计中的考虑因素。为了解决伞盖上风的影响，使用者调整 伞盖位置。可能的位置范围由使用者防雨的要求所限制。因为有风情况下伞盖的不稳定性，雨伞使用者通常考虑在提供遮 挡风雨的伞盖方向(伞的主要目的)和防止伞下侧暴露在风中或使造 成伞不稳定的空气阻力和空气浮力最小化的伞盖方向之间达到平衡。传统伞具有性能很差的翼面。高性能翼面的元件特征在于促进从前缘向后缘的层流；由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伞，包括：　伞盖；　连接到所述伞盖上的伞杆；和　伞盖边缘，其对撞击所述边缘的气流呈现凸面，所述凸面用作显著提高通过伞杆握持伞的使用者对伞的可控性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-10 60/642,5421.一种伞，包括伞盖；连接到所述伞盖上的伞杆；和伞盖边缘，其对撞击所述边缘的气流呈现凸面，所述凸面用作显著提高通过伞杆握持伞的使用者对伞的可控性。2. 如权利要求1所述的伞，其中 所述伞盖的整个边缘呈现凸面。3. 如权利要求1所述的伞，其中 所述凸面使气流偏转远离伞盖的下侧。4. 如权利要求3所述的伞，其中所述凸面使气流偏转远离伞盖的下侧，使得伞盖变成虚拟双表面 翼面。5. 如权利要求1所述的伞，其中伞盖边缘的第一部分对气流呈现凸面；并且与所述第一部分相对 的伞盖边缘的第二部分对气流不呈现凸面。6. 如权利要求5所述的伞，其中伞盖具有流线形状，并且伞盖边缘的第一部分位于流线形状的头 部，第二部分位于流线形状的尾部。7. 如权利要求1所述的伞，其中所述凸面使气流偏转远离伞使用者。8. 如权利要求1所述的伞，其中所述伞盖包括阻流板，该阻流板作用于穿过伞盖上侧的气流。9. 如权利要求8所述的伞，其中 所述阻流板为微阻流板。10. 如权利要求1所述的伞，其中所述伞盖包括具有两个端部的风向袋，风向袋的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文J霍林格，
申请(专利权)人：史蒂文J霍林格，
类型：发明
国别省市：US[]